巨噬细胞是具有很强异质性的天然免疫细胞，来源于卵黄囊、胎肝或成体血液中的单核细胞。巨噬细胞具有不同的极化形式与功能的多样性，且其极化功能与细胞内代谢密切相关。研究表明，巨噬细胞在移植排斥和移植耐受过程中发挥非常重要的作用。近年来，越来越多的研究显示天然免疫细胞也具有获得性免疫的特征——特异性与记忆性，但大多是关于NK细胞的实验数据。关于巨噬细胞的特异性与记忆性研究较少，其作为效应细胞在同种器官移植排斥过程中的作用规律尚不明确。　　前期研究显示，在同种异基因脾细胞致敏的小鼠体内，巨噬细胞特异吞噬清除同种脾细胞。本课题拟以同种抗原致敏的巨噬细胞为实验对象，研究其作为效应细胞直接参与同种移植排斥的作用规律及机制。首先以同种异基因脾细胞尾静脉注射或同种皮肤移植构建同种抗原致敏的小鼠模型。研究发现，致敏小鼠可以完全排斥同种异基因脾细胞，而对无关第三者脾细胞的清除作用较弱，而且该效应至少可以维持至免疫后4个月;而非致敏小鼠对同种异基因和无关第三者脾细胞的清除能力均较弱。为了证明巨噬细胞在该过程中的作用，分选过继小鼠腹腔巨噬细胞至获得性免疫缺陷性小鼠，发现致敏巨噬细胞介导同种异基因细胞的清除及同种皮肤的排斥作用具有特异性和记忆性，巨噬细胞这种效应的发挥依赖于致敏阶段CD4+T细胞的辅助。进一步研究发现，过继的致敏巨噬细胞在同种皮肤移植的小鼠体内可以长期存活，其增殖速度远大于未致敏巨噬细胞，且致敏巨噬细胞在移植的同种皮肤内的浸润程度显著高于无关第三者小鼠的皮肤移植物。为了探讨巨噬细胞排斥同种异基因移植物的机制，体外以同种异基因脾细胞刺激巨噬细胞，发现刺激后致敏和非致敏巨噬细胞分泌炎症因子以及表达凋亡受体没有明显改变，但致敏巨噬细胞分泌更多的穿孔素、颗粒酶B及诱导性一氧化氮合酶;而且，在同种皮肤移植的Rag2KO小鼠体内过继的致敏巨噬细胞也分泌更多的穿孔素、颗粒酶B及诱导性一氧化氮合酶。利用诱导性一氧化氮合酶及穿孔素敲除小鼠进行研究，发现诱导性一氧化氮合酶敲除后致敏巨噬细胞排斥同种异基因皮肤的能力没有变化，而穿孔素缺失后致敏巨噬细胞清除同种细胞及排斥同种皮肤的能力显著降低。提示巨噬细胞排斥同种异基因移植物主要依赖于穿孔素/颗粒酶B途径。本研究为探讨巨噬细胞的基本生物学特性及临床有效克服移植排斥的治疗提供了新思路及理论依据。　　本文还研究了巨噬细胞和中性粒细胞极化的调控，这两类细胞都是具有很强异质性的天然免疫细胞。巨噬细胞的极化与其胞内代谢关系密切，M1型极化的巨噬细胞胞内主要以无氧糖酵解和磷酸戊糖途径供能，M2型巨噬细胞的能量供应以脂肪酸氧化为主。关于糖酵解对M2巨噬细胞极化的调控并不明确。本文以糖酵解抑制剂2-脱氧葡萄糖（2-DG）处理巨噬细胞，发现其可以抑制巨噬细胞M2型极化，且该效应具有时间依赖性及剂量效应。进一步研究发现，2-DG不影响细胞的存活，但却可以降低胞内的糖酵解水平，表现为胞内葡萄糖消耗与乳酸产生减少、糖酵解相关酶的表达水平降低。而且，2-DG抑制M2型巨噬细胞极化的效应在小鼠荷瘤及哮喘模型中也进一步得到验证:与对照组相比，2-DG处理后小鼠的肿瘤生长速度及过敏性哮喘的患病程度均减缓，相应组织中巨噬细胞的M2型极化水平降低。这些结果表明，2-DG通过降低胞内的糖酵解水平抑制巨噬细胞M2型极化，并可以减缓M2型巨噬细胞相关疾病的患病程度;2-DG可以作为M2型巨噬细胞相关疾病的治疗药物具有潜在的应用价值。　　中性粒细胞是天然免疫系统中另一类具有多种亚群的异质性细胞，关于中性粒细胞极化的体外诱导因素还知之甚少。体外以IL-23处理骨髓中性粒细胞，发现IL-23R中性粒细胞可以表达IL-17和IL-22。进一步研究发现，IL-23刺激的中性粒细胞与经典的中性粒细胞亚群具有不同的基因表达谱。并且，在DSS诱导的小鼠肠炎组织中也发现分泌IL-17的中性粒细胞，过继IL-23体外刺激的正常中性粒细胞可以加重小鼠肠炎的病情，而IL-23处理的IL-17-/-中性粒细胞过继后则没有该效应。这些结果提示，体外以IL-23刺激骨髓中性粒细胞形成新的细胞亚群，其可以通过分泌IL-17加重肠炎的病情。这为研究中性粒细胞复杂的异质性和功能的多样性提供了基础，甚至为研究中性粒细胞相关疾病的治疗提供新的实验依据。